L'idrogeno è un gas a temperatura e pressione standard ed è l'elemento più comune nell'universo. Tuttavia, l'idrogeno libero è estremamente raro sulla Terra perché evapora così facilmente nello spazio. L'idrogeno liquido è più comunemente usato come combustibile per razzi in cui viene bruciato con ossigeno liquido e ha anche applicazioni in criogenia come refrigerante. L'idrogeno liquido è anche un utile mezzo per immagazzinare e trasportare l'idrogeno perché occupa meno spazio di quanto fa un gas. L'idrogeno può essere liquefatto applicando le giuste combinazioni di pressione e raffreddamento.
Identificare la temperatura critica per l'idrogeno come 33 gradi Kelvin. Questa è la temperatura massima alla quale l'idrogeno può essere liquido, indipendentemente da quanto sia grande la pressione. Il processo di liquefazione dell'idrogeno deve quindi portarlo al di sotto di 33 gradi Kelvin.
Determina la pressione critica per l'idrogeno come circa 13 atmosfere (atm). Questa è la pressione minima necessaria per mantenere l'idrogeno un liquido alla sua temperatura critica. Questi punti critici forniscono i parametri per mantenere l'idrogeno un liquido.
Esaminare il processo di raffreddamento rigenerativo. Questo metodo pressurizza il gas e gli consente di espandersi. Ciò consente al gas di assorbire calore dall'ambiente circostante, raffreddandolo. Il gas viene quindi fatto passare attraverso uno scambiatore di calore, che raffredda il gas, comprimendolo in tal modo. Questo processo viene ripetuto fino a quando il gas non si raffredda abbastanza da liquefare.
Applicare il processo di raffreddamento rigenerativo per liquefare l'idrogeno come prima eseguito da James Dewar nel 1898. Pressurizzare l'idrogeno a 180 atm e pre-raffreddarlo con azoto liquido. Consentire all'idrogeno di espandersi attraverso una valvola che viene anche raffreddata dall'azoto liquido.
Ripetere il passaggio 4 fino a quando l'idrogeno si liquefa. L'esperimento di Dewar ha prodotto circa 20 centimetri cubici (CC) di idrogeno liquido, che era circa l'1% dell'idrogeno nell'esperimento.
